JP6700129B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.
クランクシャフトと、吸気弁を開閉駆動するための吸気カムを備えた吸気カムシャフトと、クランクシャフトの回転を吸気カムシャフトに伝達するタイミングチェーンと、吸気カムの位相を制御することにより吸気弁の開弁時期及び閉弁時期を変更可能に構成されている吸気可変バルブタイミング機構と、を備え、吸気カムの位相が目標位相となるように吸気可変バルブタイミング機構を制御する、内燃機関の制御装置が公知である(例えば、特許文献1参照)。特許文献1には明記されていないけれども、一般的に、タイミングチェーンは、複数のアウタリンク及び複数のインナリンクと、これらアウタリンク及びインナリンクを交互に連結する複数のピンと、を備え、ピン同士の間に形成される係合空間にスプロケットの歯が係合するようになっている。
A crankshaft, an intake camshaft equipped with an intake cam for opening and closing the intake valve, a timing chain for transmitting the rotation of the crankshaft to the intake camshaft, and opening the intake valve by controlling the phase of the intake cam. A control device for an internal combustion engine, comprising: an intake variable valve timing mechanism configured to be able to change a valve timing and a valve closing timing, and controlling the intake variable valve timing mechanism so that a phase of an intake cam becomes a target phase. It is known (for example, refer to Patent Document 1). Although not specified in
ところで、タイミングチェーンのピン同士間の間隔、すなわち係合空間の長さは必ずしも一定ではない。すなわち、係合空間一定数当たりのタイミングチェーンの部分の長さをチェーン部分長さと称すると、タイミングチェーンの或る部分においてはチェーン部分長さが相対的に長く、タイミングチェーンの残りの部分においてはチェーン部分長さが相対的に短い、という場合がありうる。言い換えると、タイミングチェーンには、チェーン部分長さが相対的に長い長部分と、チェーン部分長さが相対的に短い短部分とが含まれる場合がある。 By the way, the interval between the pins of the timing chain, that is, the length of the engagement space is not necessarily constant. That is, when the length of the timing chain portion per a certain number of engaging spaces is referred to as the chain portion length, the chain portion length is relatively long in a certain portion of the timing chain and the remaining portion of the timing chain in the remaining portion of the timing chain. There may be cases where the chain portion length is relatively short. In other words, the timing chain may include a long portion having a relatively long chain portion length and a short portion having a relatively short chain portion length.
ここで、タイミングチェーンが進行する領域を、タイミングチェーンが吸気カムシャフトからクランシャフトに向かう下流領域と、タイミングチェーンがクランクシャフトから吸気カムシャフトに向かう上流領域と、に区分できるとすると、上述の長部分が下流領域を進行するときには、長部分により吸気カムシャフトの回転が抑制されるので、吸気カムの位相は目標位相に対して遅角されてしまう。逆に、長部分が上流領域を進行するときには、長部分により吸気カムシャフトの回転が促進されるので、吸気カムの位相は目標位相に対して進角される。いずれにしても、吸気カムの位相が目標位相から逸脱するという問題点がある。吸気カムの位相が目標位相から逸脱すると、吸気弁の開弁時期及び閉弁時期がそれぞれ目標とする時期から逸脱し、吸入空気量が目標とする量から逸脱し、したがって機関出力が目標とする値から逸脱するおそれがある。 Here, assuming that the region where the timing chain progresses can be divided into a downstream region where the timing chain goes from the intake camshaft to the clan shaft and an upstream region where the timing chain goes from the crankshaft to the intake camshaft, When the portion advances in the downstream region, the long portion suppresses the rotation of the intake cam shaft, so that the phase of the intake cam is retarded with respect to the target phase. Conversely, when the long portion advances in the upstream region, the rotation of the intake camshaft is promoted by the long portion, so that the phase of the intake cam is advanced with respect to the target phase. In any case, there is a problem that the phase of the intake cam deviates from the target phase. When the phase of the intake cam deviates from the target phase, the intake valve opening timing and the valve closing timing deviate from the target timings respectively, and the intake air amount deviates from the target amount, and therefore the engine output becomes the target. May deviate from the value.
本発明によれば、クランクシャフトと、機関弁を開閉駆動するためのカムを備えたカムシャフトと、前記クランクシャフトの回転を前記カムシャフトに伝達するタイミングチェーンと、前記カムの位相を制御することにより前記機関弁の開弁時期及び閉弁時期の少なくとも一方を変更可能に構成されている可変バルブタイミング機構と、前記タイミングチェーンの回転周期と同じ周期でもって振動するように周期的補正係数をあらかじめ設定すると共に、前記カムの位相が目標位相になるように前記周期的補正係数を用いて前記可変バルブタイミング機構を制御するように構成されている電子制御ユニットと、を備えた、内燃機関の制御装置が提供される。 According to the present invention, a crankshaft, a camshaft having a cam for opening and closing an engine valve, a timing chain for transmitting the rotation of the crankshaft to the camshaft, and controlling the phase of the cam. The variable valve timing mechanism configured to change at least one of the valve opening timing and the valve closing timing of the engine valve, and a cyclic correction coefficient in advance so as to vibrate at the same cycle as the rotation cycle of the timing chain. And an electronic control unit configured to control the variable valve timing mechanism by using the periodic correction coefficient so that the phase of the cam becomes a target phase. A device is provided.
機関弁を開閉駆動するカムの位相が目標位相から逸脱するのをより確実に抑制することができる。 It is possible to more reliably suppress the phase of the cam that drives the opening/closing of the engine valve from deviating from the target phase.
図1を参照すると、本発明による実施例では、1は火花点火式又は圧縮着火式の内燃機関本体、2は複数の気筒、3は吸気弁、4は排気弁、5は吸気枝管、6はサージタンク、7は排気マニホルド、をそれぞれ示す。吸気弁3はそれぞれ対応する吸気カム8によって開閉駆動され、吸気カム8は共通の吸気カムシャフト9上に設けられる。一方、排気弁4はそれぞれ対応する排気カム10によって開閉駆動され、排気カム10は共通の排気カムシャフト11上に設けられる。
Referring to FIG. 1, in an embodiment according to the present invention, 1 is a spark ignition type or compression ignition type internal combustion engine body, 2 is a plurality of cylinders, 3 is an intake valve, 4 is an exhaust valve, 5 is an intake branch pipe, 6 Indicates a surge tank, and 7 indicates an exhaust manifold. The
図1と共に図2を参照すると、吸気カムシャフト9の一端には吸気スプロケット12が取り付けられる。また、排気カムシャフト11の一端には排気スプロケット13が取り付けられる。更に、機関本体1のクランクシャフト14の一端にはクランクスプロケット15が取り付けられる。これら吸気スプロケット12、排気スプロケット13、及びクランクスプロケット15にはタイミングチェーン16が巻き掛けられる。その結果、クランクシャフト14の回転がタイミングチェーン16によって吸気カムシャフト9及び排気カムシャフト11にそれぞれ伝達され、吸気カムシャフト9及び排気カムシャフト11がそれぞれ回転される。なお、図2において矢印D16はタイミングチェーン16の進行方向を示している。
Referring to FIG. 2 together with FIG. 1, an
本発明による実施例では、吸気カム8の位相を制御することにより吸気弁3の開弁時期及び閉弁時期を変更可能に構成されている吸気可変バルブタイミング機構17が設けられる。図3を参照すると、本発明による実施例の吸気可変バルブタイミング機構17は、上述の吸気スプロケット12と一体的に回転する円筒状ハウジング17aと、吸気カムシャフト9と一体的に回転しかつ円筒状ハウジング17aに対し相対回転可能な回転シャフト17bと、円筒状ハウジング17aの内周面から回転シャフト17bの外周面まで延びる複数個の仕切壁17cと、仕切壁17c同士の間で回転シャフト17bの外周面から円筒状ハウジング17aの内周面まで延びるベーン17dと、仕切壁17cとベーン17dとの間に交互に形成された進角用油圧室17e及び遅角用油圧室17fと、を備える。なお、図3において矢印D12はタイミングチェーン16による吸気スプロケット12の回転方向を示している。
In the embodiment according to the present invention, an intake variable
本発明による実施例では、油圧室17e,17fへの作動油の供給及び油圧室17e,17fからの作動油の排出を制御することにより、吸気カム8又は吸気カムシャフト9の位相が制御され、この作動油の供給及び排出制御は作動油供給制御弁18によって行われる。作動油供給制御弁18は、油圧ポンプ18aから吐出された作動油の供給ポート18bと、一対のドレインポート18c,18dと、油圧室17e,17fにそれぞれ連結された油圧ポート18e,18fと、ポート18b,18c,18d,18e,18f間の連通遮断制御を行うスプール弁18gと、スプール弁18gを駆動する電気モータのようなアクチュエータ18hと、を備える。
In the embodiment according to the present invention, the phase of the
アクチュエータ18hによりスプール弁18gが図3において左方へ進角位置まで移動されると、供給ポート18bが油圧ポート18eに連通されると共に油圧ポート18fがドレインポート18dに連通される。その結果、進角用油圧室17eに作動油が供給され、遅角用油圧室17fから作動油が排出される。したがって、回転シャフト17bは吸気スプロケット12に対し進角側Aに相対回転される。すなわち、吸気カム8又は吸気カムシャフト9の位相が進角される。一方、アクチュエータ18hによりスプール弁18gが図3において右方へ遅角位置まで移動されると、供給ポート18bが油圧ポート18fに連通されると共に油圧ポート18eがドレインポート18cに連通される。その結果、遅角用油圧室17fに作動油が供給され、進角用油圧室17eから作動油が排出される。したがって、回転シャフト17bは吸気スプロケット12に対し遅角側Rに相対回転される。すなわち、吸気カム8又は吸気カムシャフト9の位相が遅角される。
When the
図4において、実線INAは吸気可変バルブタイミング機構17によって吸気カム8の位相が最も進角されているときの吸気弁リフト量を示しており、実線INRは吸気カム8の位相が最も遅角されているときの吸気弁リフト量を示している。本発明による実施例では、実線INAと実線INRとの間で吸気カム8の位相が制御される。例えば、吸気カム8の位相が遅角されて吸気弁3の閉弁時期が遅角されると、サージタンク6に戻される空気量が増大し、したがって吸入空気量が減少する。これに対し、吸気カム8の位相が進角されて吸気弁3の閉弁時期が進角されると、サージタンク6に戻される空気量が減少し、したがって吸入空気量が増大する。
In FIG. 4, the solid line INA shows the intake valve lift amount when the phase of the
また、本発明による実施例では、スプール弁18gは図5に示されるように、一定の周期時間tDPRDのうち、進角時間tDAにわたり進角位置に保持され、遅角時間tDRにわたり遅角位置に保持され、これらが繰り返される。この場合、周期時間tDPRDに対する進角時間tDAの割合であるデューティ比D(=tDA/tDPRD)を制御することにより、吸気カム8の位相が制御される。吸気カム8の位相を進角すべきときにはデューティ比Dが増大される。すなわち、進角時間tDAが延長され、遅角時間tDRが短縮される。これに対し、吸気カム8の位相を遅角すべきときにはデューティ比Dが減少される。すなわち、進角時間tDAが短縮され、遅角時間tDRが延長される。
Further, in the embodiment according to the present invention, as shown in FIG. 5, the
なお、本発明に別の実施例(図示しない)では、吸気可変バルブタイミング機構17は吸気カム8の位相を制御することにより吸気弁3の開弁時期を保持しつつ吸気弁3の閉弁時期を変更可能に構成されている。更に別の実施例(図示しない)では、吸気可変バルブタイミング機構17は吸気カム8の位相を制御することにより吸気弁3の閉弁時期を保持しつつ吸気弁3の開弁時期を変更可能に構成されている。したがって、これら種々の実施例を包含するように表現すると、吸気可変バルブタイミング機構17は吸気カム8の位相を制御することにより吸気弁3の開弁時期及び閉弁時期の少なくとも一方を変更可能に構成されているということになる。
In another embodiment (not shown) of the present invention, the intake variable
図6は本発明による実施例のタイミングチェーン16の部分拡大図を示している。図6を参照すると、タイミングチェーン16は、複数のアウタリンク16o及び複数のインナリンク16iと、これらアウタリンク16o及びインナリンク16iを交互に連結する複数のピン16pと、を備え、ピン16p同士の間に形成される係合空間16eに吸気スプロケット12の歯が係合するようになっている。なお、図6において、LCPは互いに隣接するピン16p同士間の間隔、すなわち係合空間16eの長さを表している。
FIG. 6 shows a partially enlarged view of the
再び図1を参照すると、電子制御ユニット30はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス31によって互いに接続されたROM(リードオンリメモリ)32、RAM(ランダムアクセスメモリ)33、CPU(マイクロプロセッサ)34、入力ポート35及び出力ポート36を具備する。アクセルペダル39にはアクセルペダル39の踏み込み量に比例した出力電圧を発生する負荷センサ40が接続され、負荷センサ40の出力電圧は対応するAD変換器37を介して入力ポート35に入力される。更に、クランクシャフト14が例えば30度回転するごとに出力パルスを発生するクランク角センサ41が入力ポート35に接続される。CPU34ではクランク角センサ41からの出力パルスに基づいて機関回転数が算出される。吸気カムシャフト9が例えば30度回転するごとに出力パルスを発生する吸気カム位相センサ42が入力ポート35に接続される。CPU34では吸気カム位相センサ42からの出力パルスに基づいて吸気カム8の位相が算出される。一方、出力ポート36は対応する駆動回路38を介して吸気可変バルブタイミング機構17のアクチュエータ18hに接続される。
Referring again to FIG. 1, the
さて、本発明による実施例では、吸気カム8の位相が目標位相になるように吸気可変バルブタイミング機構17が制御される。例えば、目標位相は吸気弁3の閉弁時期を目標閉弁時期にするのに必要な吸気カム8の位相であり、目標閉弁時期は吸入空気量を目標空気量にするのに必要な吸気弁3の閉弁時期であり、目標空気量は機関出力を目標出力にするのに必要な空気量である。目標位相CPTは機関運転状態、例えば機関負荷を表すアクセルペダル39の踏み込み量L及び機関回転数Neの関数として図7に示されるマップの形であらかじめROM32内に記憶されている。
In the embodiment according to the present invention, the intake variable
具体的には、目標位相CPTに対応する目標デューティ比DTが算出され、デューティ比Dがこの目標デューティ比DTになるように作動油供給制御弁18が制御される。目標デューティ比DTは例えば次式(1)から算出される。なお、式(1)において、DBはベースデューティ比、kFBはフィードバック補正係数、kPは周期的補正係数をそれぞれ表している。
DT=DB+kFB+kP (1)
Specifically, the target duty ratio DT corresponding to the target phase CPT is calculated, and the hydraulic oil
DT=DB+kFB+kP (1)
ベースデューティ比DBは、吸気カム8の位相を上述の目標位相CPTにするのに必要なデューティ比である。ベースデューティ比DBは、機関運転状態、例えば機関負荷を表すアクセルペダル39の踏み込み量L及び機関回転数Neの関数として図8に示されるマップの形であらかじめROM32内に記憶されている。
The base duty ratio DB is a duty ratio required to bring the phase of the
フィードバック補正係数kFBは、吸気カム8の実際の位相が目標位相CPTになるように吸気カム8の位相CPを補正するためのものであって、補正する必要がないときにはゼロとされる。
The feedback correction coefficient kFB is for correcting the phase CP of the
周期的補正係数kPは、吸気カム8の実際の位相が目標位相CPTになるように吸気カム8の位相CPを補正するためのものであって、補正する必要がないときにはゼロとされる。次に、周期的補正係数kPを更に説明する。
The periodic correction coefficient kP is for correcting the phase CP of the
冒頭で説明したように、タイミングチェーン16に長部分及び短部分が含まれる場合がある。図9に示される例では、タイミングチェーン16のうち2点鎖線で囲まれた部分が長部分16Lであり、それ以外が短部分16sである。
As described at the beginning, the
一方、タイミングチェーン16は、吸気スプロケット12、クランクスプロケット15及び排気スプロケット13の周りを順次進行する。タイミングチェーン16が進行する領域を、タイミングチェーン16が吸気スプロケット12からクランクスプロケット15に向かう下流領域18Dと、タイミングチェーン16がクランクスプロケット15から吸気スプロケット12に向かう上流領域18Uと、に区分できるとすると、上述の長部分16Lが下流領域18Dを進行するときには、吸気カム8の位相は目標位相CPTに対して遅角される。言い換えると、吸気カム位相センサ42により検出された吸気カム8の位相CPの、目標位相CPTに対する偏差DEV(=CP−CPT)は、負値となる。逆に、長部分16Lが上流領域18Uを進行するときには、吸気カム8の位相は目標位相CPTに対して進角される。言い換えると、偏差DEVは正値となる。したがって、タイミングチェーン16は下流領域18D及び上流領域18Uを順次繰り返し進行するので、偏差DEVは振動することになる。この場合、偏差DEVは、タイミングチェーン16が吸気スプロケット12、クランクスプロケット15及び排気スプロケット13の周りを1周するのに要するクランク角、すなわち回転周期でもって振動する。
On the other hand, the
図10には、クランク角θの変化に対する偏差DEVの変化の一例が示される。図10に示されるように、偏差DEVは最大値DEVmax(>0)と最小値DEVmin(<0)との間で、すなわち振幅AMPDEV(=DEVmax−DEVmin)でもって振動し、更に、タイミングチェーン16の回転周期PRDでもって振動する。図10において、偏差DEVが負値となっているクランク角範囲dθRは長部分16Lが下流領域18Dを進行している期間に対応し、偏差DEVが正値となっているクランク角範囲dθAは長部分16Lが上流領域18Uを進行している期間に対応する。なお、期間dθRの長さ、期間dθRと期間dθAの比率、偏差DEVの振幅AMPDEV、最大値DEVmax、最小値DEVminなどは、長部分16Lの長さ、長部分16Lの長さと短部分16sの長さとの比率、下流領域18Dの長さ、下流領域18Dの長さと上流領域18Uの長さの比率などに応じて変動しうる。
FIG. 10 shows an example of changes in the deviation DEV with respect to changes in the crank angle θ. As shown in FIG. 10, the deviation DEV oscillates between the maximum value DEVmax (>0) and the minimum value DEVmin (<0), that is, the amplitude AMPDEV (=DEVmax-DEVmin), and further, the
上述の周期的補正係数kPはこのように回転周期PRDでもって振動する偏差DEVがゼロになるようにするためのものである。この目的のために、周期的補正係数kPはタイミングチェーン16の回転周期PRDで振動するようにあらかじめ設定されている。次に、本発明による実施例の周期的補正係数kPの設定方法を説明する。
The above-described periodic correction coefficient kP is for making the deviation DEV which oscillates with the rotation period PRD thus zero. For this purpose, the cyclic correction factor kP is preset to oscillate with the rotation period PRD of the
図11には、クランク角θの変化に対する偏差DEVの変化及びカウンタ値CNTの変化の一例が示される。このカウンタ値CNTは、クランク角θが一定角度回転するごとにカウントアップされ、一定値C1に到達するとゼロに戻される。一定値C1はタイミングチェーン16が1周するのに必要なカウンタ値CNTを表している。したがって、カウンタ値CNTがゼロから一定値C1に達するまでのクランク角範囲はタイミングチェーン16の回転周期PRDを表している。本発明による実施例では、1つの回転周期PRDにおいて、偏差DEVの最大値DEVmax及び最小値DEVminが特定される。また、偏差DEVの振幅AMPDEV(=DEVmax−DEVmin)が算出される。更に、偏差DEVが最大値DEVmaxとなるカウンタ値である最大カウンタ値Cmax、及び、偏差DEVが最大値DEVmaxとなるカウンタ値である最小カウンタ値Cminが特定される。更に、最大カウンタ値Cmaxと最小カウンタ値Cminとの間隔(=|Cmax−Cmin|)が算出される。本発明による実施例では、このような偏差DEVの最大値DEVmax、最小値DEVmin、及び振幅AMPDEV、最大カウンタ値Cmax及び最小カウンタ値Cmin、並びに、間隔dCの獲得が複数の回転周期PRDにおいて行われ、平均化される。
FIG. 11 shows an example of changes in the deviation DEV and changes in the counter value CNT with respect to changes in the crank angle θ. The counter value CNT is incremented each time the crank angle θ rotates by a fixed angle, and is returned to zero when the fixed value C1 is reached. The constant value C1 represents the counter value CNT required for the
その上で、本発明による実施例では、以下の4つの補正条件が成立しているときに、周期的補正係数kPによる補正が行われる。第1の補正条件は、偏差DEVの振幅AMPDEVがあらかじめ定められた設定振幅AMPDEV1よりも大きいことである。第2の補正条件は、間隔dCがあらかじめ定められた設定間隔dC1よりも長いことである。第3の補正条件は、偏差DEVの最大値DEVmaxがあらかじめ定められた進角側しきい値DEV1Aよりも大きいことである。第4の補正条件は、偏差DEVの最小値DEVminがあらかじめ定められた遅角側しきい値DEV1Rよりも小さいことである。一方、これらの補正条件のいずれか1つが成立していないときには、周期的補正係数kPによる補正が行われない。すなわち周期的補正係数kPはゼロとされる。このようにすると、吸気カム8の位相を、誤補正及び過補正を阻止しつつ、確実に補正することができる。本発明による別の実施例(図示しない)では、上述の補正条件のうち少なくとも1つが成立しているときに周期的補正係数kPによる補正が行われ、それ以外は周期的補正係数kPによる補正が行われない。本発明による更に別の実施例(図示しない)では、偏差DEVの周波数解析(FFT)が行われ、回転一次周波数成分があらかじめ定められた設定値よりも大きいときに第1の補正条件が成立していると判断される。
In addition, in the embodiment according to the present invention, the correction by the periodic correction coefficient kP is performed when the following four correction conditions are satisfied. The first correction condition is that the amplitude AMPDEV of the deviation DEV is larger than the preset amplitude AMPDEV1. The second correction condition is that the distance dC is longer than the preset distance dC1. The third correction condition is that the maximum value DEVmax of the deviation DEV is larger than a predetermined advance side threshold value DEV1A. The fourth correction condition is that the minimum value DEVmin of the deviation DEV is smaller than a predetermined retard side threshold value DEV1R. On the other hand, when any one of these correction conditions is not satisfied, the correction by the periodic correction coefficient kP is not performed. That is, the periodic correction coefficient kP is set to zero. In this way, the phase of the
周期的補正係数kPによる補正が行われる場合、周期的補正係数kPはタイミングチェーン16の回転周期PRDと同じ周期で振動するように設定される。図12には、周期的補正係数kPによる補正が行われる場合の、カウンタ値CNTの変化に対する周期的補正係数kPの変化の一例が示される。図12に示される例では、カウンタ値CNTが最大カウンタ値Cmaxになると、すなわち偏差DEVが最大値DEVmaxとなると、周期的補正係数kPは正値(kPX)とされ、保持される。次いで、カウンタ値CNTが最小カウンタ値Cminになると、すなわち偏差DEVが最小値DEVminとなると、周期的補正係数kPは負値(−kPX)とされ、保持される。これらが順次繰り返される。すなわち、図12に示される例では、電子制御ユニット30は、偏差DEVが進角側に最大となる時期(Cmax)に吸気カム8の位相を周期的補正係数kPでもって遅角側に補正し始め、偏差DEVが遅角側に最大となる時期(Cmin)に吸気カム8の位相を周期的補正係数kPでもって進角側に補正し始めるように構成されている。
When the correction is performed by the periodic correction coefficient kP, the periodic correction coefficient kP is set to vibrate in the same cycle as the rotation cycle PRD of the
この場合、周期的補正係数kPは図13に示されるように、偏差DEVの振幅AMPDEVが大きくなるにつれて大きくなるように設定される。周期的補正係数kPは偏差DEVの振幅AMPDEVの関数として図13に示されるマップの形であらかじめROM32内に記憶されている。なお、本発明による実施例では、上述したように偏差DEVの振幅AMPDEVが設定振幅AMPDEV1以下のときには周期的補正係数kPによる補正が行われず、したがって図13においてDEV≦AMPDEV1では周期的補正係数kPはゼロとされている。
In this case, the cyclic correction coefficient kP is set to increase as the amplitude AMPDEV of the deviation DEV increases, as shown in FIG. The periodic correction coefficient kP is stored in advance in the
このように、本発明による実施例では、偏差DEVの振動に応じて周期的補正係数kPが振動され、しかも周期的補正係数kPが偏差DEVの振幅AMPDEVに応じて設定されるので、吸気カム8の位相が目標位相から逸脱するのがより確実に抑制される。 As described above, in the embodiment according to the present invention, the periodic correction coefficient kP is vibrated according to the vibration of the deviation DEV, and the periodic correction coefficient kP is set according to the amplitude AMPDEV of the deviation DEV. The phase of is deviated more reliably from the target phase.
なお、本発明による実施例では、内燃機関が始動するごとに周期的補正係数kPの設定が行われる。すなわち、内燃機関の停止時又は始動時に周期的補正係数kPはいったんゼロに戻される。 In the embodiment of the present invention, the periodic correction coefficient kP is set each time the internal combustion engine is started. That is, the periodic correction coefficient kP is once returned to zero when the internal combustion engine is stopped or started.
図14及び図15は本発明による実施例の吸気カム位相制御を実行するためのルーチンを示している。このルーチンは一定時間ごとの割り込みによって実行される。図14及び図15を参照すると、ステップ100では図8のマップからベースデューティ比DBが算出される。続くステップ101ではフラグXSETがセットされているか否かが判別される。フラグXSETは周期的補正係数kPの設定が完了したときにセットされ(XSET=1)、内燃機関の停止時又は始動時にリセットされる(XSET=0)。フラグXSETがリセットされているとき、すなわち周期的補正係数kPの設定が未完了のときにはステップ101からステップ102に進む。
14 and 15 show a routine for executing the intake cam phase control of the embodiment according to the present invention. This routine is executed by interruption at regular intervals. Referring to FIGS. 14 and 15, in
ステップ102からステップ108までは周期的補正係数kPを設定するための部分である。ステップ102では、吸気カム8の位相又はデューティ比DBが定常状態にあるか否かが判別される。吸気カム8の位相又はデューティ比DBが定常状態にあるときには次いでステップ103に進み、フィードバック補正係数kFBの絶対値が小さくなるようにフィードバック補正係数kFBが修正される。すなわち、フィードバック補正係数kFBによる補正作用が弱められる。この場合、目標デューティ比DTは一時的に、ベースデューティ比DBと、弱められたフィードバック補正係数kFBとの合計として算出され、デューティ比Dがこの目標デューティ比DTとなるように作動油供給制御弁18が制御される。続くステップ104では、偏差DEVが検出されると共に、偏差DEVの最大値DEVmax、最小値DEVmin、及び振幅AMPDEV、最大カウンタ値Cmax及び最小カウンタ値Cmin、並びに、間隔dCが複数の回転周期PRDにおいて獲得され、平均化される。この場合、フィードバック補正係数kFBによる補正作用が弱められた状態で偏差DEVの検出等が行われるので、偏差DEVの検出等をより正確に行うことができる。なお、別の実施例(図示しない)では、吸気カム8の位相が最も進角され又は最も遅角されているときに偏差DEVの検出等が行われる。更に別の実施例(図示しない)では、吸気カム8の位相を最も進角又は最も遅角した状態に一時的に変更し保持しながら、偏差DEVの検出等が行われる。続くステップ105では、上述した補正条件が成立しているか否かが判別される。補正条件が成立しているときにはステップ106に進み、周期的補正係数kPが設定される。具体的には、図13のマップから補正値kPXが算出されると共に、周期的補正係数kPが、カウンタ値CNTが最大カウンタ値Cmaxから最小カウンタ値Cminまでは負値の補正値(−kPX)に設定され、カウンタ値CNTが最小カウンタ値Cminから最大カウンタ値Cmaxまでは正値の補正値(+kPX)に設定される。次いでステップ108に進む。これに対し、補正条件が成立していないとき、又は、吸気カム8の位相又はデューティ比DBが過渡状態にあるときにはステップ102からステップ107に進む。ステップ107では周期的補正係数kPがゼロに設定される。次いでステップ108に進む。ステップ108ではフラグXSETがセットされる(XSET=1)。次いでステップ109に進む。
フラグXSETがセットされているときにはステップ101からステップ109に進む。ステップ109ではフィードバック補正係数kFBが算出される。続くステップ110では、現在のカウンタ値CNTに基づいて周期的補正係数kPが算出される。続くステップ111では式(1)を用いて目標デューティ比DTが算出される。続くステップ112ではデューティ比Dが目標デューティ比DTとなるように作動油供給制御弁18が制御される。
When the flag XSET is set, the routine proceeds from
次に、図16を参照して、周期的補正係数kPの設定の別の実施例を説明する。図16に示される例では、カウンタ値CNTが最大カウンタ値Cmaxよりもあらかじめ定められた設定値dCAだけ小さい値(=Cmax−dCA)になると、すなわち偏差DEVが最大値DEVmaxとなる時期よりも少し前に、周期的補正係数kPが正値(kPX)とされ、保持される。次いで、カウンタ値CNTが最小カウンタ値Cminよりもあらかじめ定められた設定値dCAだけ小さい値(=Cmin−dCA)になると、すなわち偏差DEVが最小値DEVminとなる時期よりも少し前に、周期的補正係数kPが負値(−kPX)とされ、保持される。これらが順次繰り返される。すなわち、図16に示される例では、電子制御ユニット30は、偏差DEVが進角側に最大となる時期(Cmax)よりも前に吸気カム8の位相を周期的補正係数kPでもって遅角側に補正し始め、偏差DEVが遅角側に最大となる時期(Cmin)よりも前に吸気カム8の位相を周期的補正係数kPでもって進角側に補正し始めるように構成されている。このようにすると、吸気可変バルブタイミング機構17の応答遅れがあったとしても、吸気カム8の位相が目標位相から逸脱するのがより確実に抑制される。なお、図16に示される例では、設定値dCAは一定値である。別の実施例(図示しない)では設定値dCAは可変値である。
Next, another embodiment of setting the cyclic correction coefficient kP will be described with reference to FIG. In the example shown in FIG. 16, when the counter value CNT becomes a value smaller than the maximum counter value Cmax by a predetermined set value dCA (=Cmax−dCA), that is, when the deviation DEV becomes the maximum value DEVmax. Before, the periodic correction coefficient kP is set to a positive value (kPX) and held. Next, when the counter value CNT becomes a value (=Cmin−dCA) smaller than the minimum counter value Cmin by a predetermined set value dCA, that is, slightly before the time when the deviation DEV becomes the minimum value DEVmin, the periodic correction is performed. The coefficient kP is set to a negative value (-kPX) and held. These are sequentially repeated. That is, in the example shown in FIG. 16, the
これまで述べてきた本発明による実施例では、吸気可変バルブタイミング機構17が設けられ、しかしながら排気弁4の開弁時期及び閉弁時期は保持される。本発明による別の実施例(図示しない)では、排気カム10の位相を制御することにより排気弁4の開弁時期及び閉弁時期の少なくとも一方を変更可能に構成されている排気可変バルブタイミングが設けられ、しかしながら吸気弁3の開弁時期及び閉弁時期は保持される。本発明による更に別の実施例(図示しない)では、吸気可変バルブタイミング機構17及び排気可変バルブタイミング機構が設けられる。したがって、これらの実施例を包含するように表現すると、機関弁を開閉駆動するためのカムの位相を制御することにより機関弁の開弁時期及び閉弁時期の少なくとも一方を変更可能に構成されている可変バルブタイミング機構が設けられる、ということになる。なお、機関弁は吸気弁3及び排気弁4の少なくとも一方を含む。
In the embodiment according to the present invention described so far, the intake variable
1 機関本体
3 吸気弁
8 吸気カム
9 吸気カムシャフト
14 クランクシャフト
16 タイミングチェーン
17 吸気可変バルブタイミング機構
30 電子制御ユニット
1
Claims (6)
機関弁を開閉駆動するためのカムを備えたカムシャフトと、
前記クランクシャフトの回転を前記カムシャフトに伝達するタイミングチェーンと、
前記カムの位相を制御することにより前記機関弁の開弁時期及び閉弁時期の少なくとも一方を変更可能に構成されている可変バルブタイミング機構と、
前記タイミングチェーンの回転周期と同じ周期でもって振動するように周期的補正係数をあらかじめ設定すると共に、前記カムの位相が目標位相になるように前記周期的補正係数を用いて前記可変バルブタイミング機構を制御するように構成されている電子制御ユニットと、
を備えた、内燃機関の制御装置。 Crankshaft,
A cam shaft having a cam for opening and closing the engine valve,
A timing chain that transmits the rotation of the crankshaft to the camshaft,
A variable valve timing mechanism configured to change at least one of a valve opening timing and a valve closing timing of the engine valve by controlling the phase of the cam,
A cyclic correction coefficient is set in advance so as to vibrate at the same cycle as the rotation cycle of the timing chain, and the variable valve timing mechanism is configured to use the cyclic correction coefficient so that the phase of the cam becomes a target phase. An electronic control unit configured to control,
A control device for an internal combustion engine, comprising:
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